Способ определения напряженности поля в области с пассивной средой

) заключается в с 4 - 21 ист ков ожения точе ния я опред ия поля змер плоскоатным ивают оорди ные пр ческие жат то пытания маруды МЭИ,одных с ос -нности, Измерени любым аттестоприбором. Измеволяет опреце"центрах площадоряженности поля яют по ормул и изобретения, точность и быс ния напряженност ческого полей.дну Ж РСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский энергетический институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОЛЯ В ОБЛАСТИ С ПАССИВНОЙ СРЕДОЙ (57) Изобретение относится к области измерений магнитно- и электростатических полей вмалодоступных и недоступных прямому измерению областях. Способ определения напряженности поля в области с пассивной средой (без на поверхности ее разями, параллельнымиоскостям, на правильоугольные площадки, геометриентры (точка 1) котоРых слуами измерения напряженности поля и определения и тавляющих (С) напряж С может производитьс ванным измерительным рение С в точке 2 по лить производные С в Величины каждой С на внутри области вычис приведеннои в описанИзобретение повышаетродействие определеИзобретение относится к областиизмерений магнитно- и электростатических полей в малодоступных и недоступных прямому измерению областях.ь 5Цель изобретения - повышение точности и быстродействия определениянапряженности магнитного и электрического поля в области с пассивнойсредой путем дополнительного измере Ония пространственной производной внаправлении нормали к поверхности,ограничивающей область, составляющихнапряжнности поля и последующего вычисления величины каждой составляющей напряженности поля во внутренней точке области по формуле, полученной с использованием интегралаГрина,Способ определения напряженности 2 Ополя в области с пассивной средой заключается в измерении геометрическихразмеров области, геометрическом раз:.биении поверхности, ограничивающейзаданную область,на элементарные площадки интегрирования, удовлетворяющиеусловию равенства с заданной точностью,суммы площадей всех элементарныхплощадок разбиения площади ограничивающей поверхности, и определении ихгеометрических параметров, включаякоординаты их центров, размещениипервичного преобразователя измерителянапряженности поля в центрах элементарных площадок, измерении в них составляющих напряженности поля, опреде 35ленни геометрических координат точекобласти в одной системе с точкамиограничивающей поверхности,Указанное разбиение проводят от Одельно для каждой составляющей напря женности .поля и также для каждой составляющей напряженности поля проводят второе разбиение ограничивающейповерхности на элементарные площадки 45интегрирования произвольной формы,удовлетворяющие условию равенства сзаданной точностью суммы площадейвсех элементарных площадок разбиенияплощади ограничивающей поверхности,Определяют геометрические параметрыэтих площадок, включая координаты ихцентров, размещают первичный преобразователь измерителя напряженности поля в центрах элементарных площадок ив точках, отстоящих от центров в направлении. внешней нормали к поверхности в этих точках на величину, не большую максимального размера первичного преобразователя напряженности в томже направлении, при его рабочей ориентации в указанных точках,Измеряют значения составляющих напряженности в этих точках и определяют производную составляющих напряженности в центрах элементарных площадок как частное от деления приращениясоставляющей напряженности в направлении нормали в центре элементарнойплощадки на расстоянии между соответствующей парой точек, а величину каждой составляющей напряженности поля.внутри области вычисляют. Формула является аналитическим решением задачиопределения напряженности поля внутри области по известным значениямсоставляющих напряженности и их производных на границе, .отпадает необходимость численного решения соответствующих интегральных уравнений, приводящего к расчету системы алгебраических уравнений. Это существенно увеличивает быстродействие способа.Использование прямой зависимостимежду значением составляющей напря -женности поля внутри области и значениями составляющей и ее производной на границе, также допускающимиих трактовку в качестве плотностейзарядов, исключает погрешность, связанную с определением плотности заряда как промежуточной величины,На фиг. 1 приведен пример ограничивающей поверхности и размещения преобразователя поля в точках измерениясоставляющих напряженности поля; нафиг. 2 - пример определения производ -ных составляющих напряженности поляна этой поверхности,Положение преобразователя отмечено точками 1 и 2.П р и .м е р . Необходимо определить стационарное магнитное поле некоторого электротехнического устрой -ства в заданных точках окружающегоего пространства без источников поля,Пусть для определенности это будетэлектромагнитное реле в неферрамагнитном корпусе в форме прямоугольного параллелепипеда. В этом случае вкачестве условной поверхности, ограничивающей изнутри внешнее воздушноепространство вокруг реле, можно выбрать внешнюю поверхность корпуса, Нафиг. 1 показана поверхность, ограничивающая электрическую часть устройства, являющуюся источником магнит 1408394ного поля и отмеченную на рисунке пунктирной линией. Ребра поверхности сориентированы вдоль координатных осей.5Для определения положения точек измерения поля на поверхности ее разбивают плоскостями, параллельными координатным плоскостям, на правильные прямоугольные площадки. Геометрические центры площадок служат точками измерения напряженности поля и определения производных составляющих напряженности. Измерение составляющих может проводиться аттестованным 15 измерительным прибором, предназначенным для измерения магнитного поля в соответствующем интервале значений напряженности, например серийно выпускаемым миллитесламетром Ф 4355, с 20 преобразователем Холла, Определение производной составляющей производится путем измерения составляющей н близких точках поверхности зондом при бора с преобразователем Холла. 25 1 На фиг, 2 показан пример расположения датчика Холла для измерения, составляющих напряженности Н, Н Н н центрах элементов интегрирова- Уния верхней, передней и боковой граней поверхности. Центр площадки соответствует точке 1. Измерение составляющей в точке 2 позволяет определить производные составляющих н центрах площадок, например для верхней грани, поформулам 30 анн -н, д 2 2 -2 аНН-Н.2.д 2 2 -21 40 ан н, -нд 2 Допустимо и прямое измерение производной состанляющей поля, если 45пользоваться измерителем, оборудованным датчиком градиента составляющих поля, Для определения поля в точках отрезка АВ, например в точке М, нобходимо знатьтакже ее координаты в выбранной системе координат и, кроме того, координаты центров площадок. В общем случае эта задача решается с помощью координатного устройства, например устройства суппортного типа, или пу 1 ем задания координат точки М в некоторой общей системе координат с точками ограничивающей поверхности, В рассматриваемом пРимере задача уп Зффективное использование способа и достижение высокой точности определения поля требует применения ЭВМ на этапе расчета напряженности внутри области,Формула изобретения Способ определения напряженности поля н области с пассивной средой путем измерения координатных составляющих напряженности поля в точках поверхности, ограничивающей заданную область, и последующего вычисления напряженности внутри области, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности и быстродействиядополнительно определяют пространственные проиэнодные составляющих напряженности н направлении нормали к указанной поверхности в заданных точках, а величины каждой составляющей напряженности поля внутри области вычисляют по формуле 1 1 ЬНз Н - -дз Н --я 1 дп 1 х( в -)Дзгде Н значение составляющей напряженности поля во внутреннейточке области;величина одноименной составляющей напряженности поля наограничивающей поверхностиЯ, аппроксимированная по зна"чениям составляющей в точках Н5 ее измерения аН- величина производной по надпправлению внешней нормали иодноименной составляющей нарощается возможностью непосредственной разметки реальной поверхности корпуса реле. Кроме того, как пранило,для таких задач известны положенияконцов контрольного отрезка АВ относительно оснонания корпуса реле.Зная положение точки М на отрезке,можно пересчетом определить ее коор"динаты в общей с точками поверхностисистеме. Измерив координаты центровплощадок простейшими измерительнымисредствами и определив их площадь,получают полную информацию для определения напряженности поля в точкеМ с помощью расчетной формулы,За ком т 113 кая Эоизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проек 4 пряженности поля на ограничивающей поверхности Б, аппроксимированная по значениямпроизводной в точках ее определения,Тираж 772КИПИ Государственног по делам изобретений 5, Иосква, Ж, Раув г - длина радиуса-вектора, направленного из точки интегрирования по поверхности Б вточку определения напряженности поля,писноеета СССытийаб., д.